package com.itheima.datastructure.heap;

import java.util.Arrays;

/**
 * 大顶堆-数组实现
 */
public class MaxHeap {
    int[] array;
    int size;

    public MaxHeap(int capacity) {
        this.array = new int[capacity];
    }

    /**
     * 获取堆顶元素
     *
     * @return 堆顶元素
     */
    public int peek() {
        return array[0];
    }

    /**
     * 删除堆顶元素
     *
     * @return 堆顶元素
     */
    public int poll() {
        //记录堆顶元素
        int top = array[0];
        //将堆顶元素交换至尾部元素
        swap(0, size - 1);
        //堆大小减一
        size--;
        //将新的堆顶元素进行下潜
        down(0);
        return top;
    }

    /**
     * 删除指定索引处元素
     *
     * @param index 索引
     * @return 被删除元素
     */
    public int poll(int index) {
        //记录被删除元素
        int deleted = array[index];
        swap(index, size - 1);
        size--;
        down(index);
//        up(Integer.MAX_VALUE, index);
//        poll();
        return deleted;
    }

    /**
     * 替换堆顶元素
     *
     * @param replaced 新元素
     */
    public void replace(int replaced) {
        //替换堆顶元素
        array[0] = replaced;
        //从堆顶下潜
        down(0);
    }

    /**
     * 堆的尾部添加元素
     *
     * @param offered 新元素
     * @return 是否添加成功
     */
    public boolean offer(int offered) {
        if (size == array.length) {
            return false;
        }
        up(offered, size);
        size++;
        return true;
    }

    // 将 offered 元素上浮: 直至 offered 小于父元素或到堆顶
    private void up(int offered, int index) {
        //子节点索引
        int childIdx = index;
        //只要子节点索引 > 0
        while (childIdx > 0) {
            //找到父节点索引
            int parentIdx = (childIdx - 1) / 2;
            //如果给定元素值 > 父元素值
            if (offered > array[parentIdx]) {
                //将父元素下移
                array[childIdx] = array[parentIdx];
            } else {
                //停止上浮，跳出循环
                break;
            }
            //索引更新为父节点索引
            childIdx = parentIdx;
        }
        //设置offered元素
        array[childIdx] = offered;
    }

    // 构造函数
    public MaxHeap(int[] array) {
        this.array = array;
        this.size = array.length;
        //建堆 (弗洛伊德)
        heapify();
    }

    // 建堆
    private void heapify() {
        // 如何找到最后这个非叶子节点  index = size / 2 - 1
        // 从最后一个非叶子节点开始, 逐个下潜
        for (int i = size / 2 - 1; i >= 0; i--) {
            down(i);
        }
    }

    // 下潜：将 parent 索引处的元素下潜: 与两个孩子较大者交换, 直至没孩子或孩子没它大
    private void down(int parent) {
        int leftIdx = parent * 2 + 1;
        int rightIdx = leftIdx + 1;
        int max = parent;
        if (leftIdx < size && array[leftIdx] > array[max]) {
            max = leftIdx;
        }
        if (rightIdx < size && array[rightIdx] > array[max]) {
            max = rightIdx;
        }
        if (max != parent) { // 找到了更大的孩子
            swap(max, parent); //进行交换
            down(max); // 继续下潜
        }
    }


    // 交换两个索引处的元素
    private void swap(int i, int j) {
        int t = array[i];
        array[i] = array[j];
        array[j] = t;
    }

    public static void main(String[] args) {

        int[] array = {2, 3, 1, 7, 6, 4, 5};
        //建堆
        MaxHeap heap = new MaxHeap(array);
        System.out.println(Arrays.toString(heap.array));

        //堆排序~
        while (heap.size > 1) {
            //交换堆顶和尾部元素
            heap.swap(0, heap.size - 1);
            //删除尾部元素
            heap.size--;
            //堆顶下潜
            heap.down(0);
        }

        System.out.println(Arrays.toString(heap.array));
    }
}
